Vad står E = MC Squared för?

E = mc kvadrat är den mest kända formeln i fysik. Det kallas ofta teorin om massenergiekvivalens. De flesta vet att Albert Einstein utvecklade det, men få har någon aning om vad det betyder. I huvudsak kom Einstein fram till ett förhållande mellan materia och energi. Hans geni insåg att materia kan förvandlas till energi och energi till materia.

"E" i formeln står för energi, mätt i enheter som kallas ergs. "M" representerar massa i gram. "C" är ljusets hastighet uppmätt i centimeter per sekund. När ljusets hastighet multipliceras med sig själv (kvadrat) och sedan multipliceras med massan blir resultatet ett mycket stort antal. Det visar att den energi som lagras i även en liten mängd massa är enorm.

Ett sätt för att massan kan frigöras är att de atomer som utgör massan smälter samman. Detta händer ibland i naturen. Inom en stjärna kan till exempel två väteatomer drivas tillsammans i så hög hastighet att de enskilda protonerna i deras kärnor smälter samman och bildar en heliumatom med två protoner. Processen förvandlar cirka 7 procent av den ursprungliga massan till energi. Detta kan beräknas med formeln E = mc i kvadrat. Processen kallas kärnfusion. Vi ser det i konstgjorda apparater som partikelacceleratorer och kärnbomber.

Ett annat sätt för frigöring av massanergin är att atomer inom massan går sönder. Detta förekommer också naturligt i naturen. Till exempel är uran radioaktivt element. Det betyder att det faller sönder. Det finns 92 protoner i dess kärna. Alla är positivt laddade och försöker komma ifrån varandra. Detta liknar två magneter med samma polaritet som stöter ifrån varandra. När uranatomer förlorar protoner blir de andra element. När du adderar vikten av den nya kärnan med de utkastade protonerna är resultatet något lättare än den ursprungliga uranatomen. Den förlorade massan förvandlas till energi. Det är därför radioaktiva element släpper ut värme och ljus. Detta kallas kärnklyvning. Den skapade energin kan också beräknas med formeln E = mc i kvadrat.

Protonerna och elektronerna som utgör universum har kusiner med ”spegelbild” som kallas antiprotoner och positroner; dessa partiklar har samma massa men motsatt elektrisk laddning. Intressant är att när en normal partikel kolliderar med sin antimatter-tvilling, torkar de ut varandra och förvandlar all sin massa till energi. På grund av E = mc i kvadrat är energifrigörelsen enorm. Lyckligtvis har vårt universum väldigt lite antimateria, vilket gör dessa kollisioner sällsynta.

Einsteins teori revolutionerade hur människor betraktade universum. Det gick med i föreställningarna om massa och energi, som tidigare ansågs vara helt separata. Einstein visade att massa kan förvandlas till energi och energi kan bli massa. Vi förstår nu mer om varför stjärnorna lyser, svarta håls natur och skapandet av universum tack vare E = mc kvadrat. Den mörka sidan av formeln är dess användning vid utveckling av kärnvapen. I själva verket var det Einstein själv som uppmanade till utvecklingen av den första atombomben innan Amerikas fiender under krigstiden kunde.